Из истории атомного проекта

[skroznik]

4. О первой части предложения О.А. Лаврентьева по схеме водородной бомбы

Как указывалось, секретная работа О.А. Лаврентьева, отправленная с острова Сахалин на имя И.Д. Сербина, содержала две идеи. О второй идее (УТС) сказано выше. Первая идея являлась предложением физической схемы конструкции водородной бомбы (Н-бомбы).
Следует отметить, что если предложения О.А. Лаврентьева по УТС были пионерскими даже в самой постановке вопроса, то, хотя к 50-му году еще не были полностью разработаны и испытаны водородные бомбы, но секретные работы по ним уже велись в больших закрытых научных коллективах как в США, так и в СССР.

На первый взгляд представляется странным, что вопрос о первой части предложения О.А. Лаврентьева как-то ни разу не возникал на нашем горизонте.

С февраля 1952 г., по прибытии в г. Саров в теоретический отдел ВНИИЭФа после окончания Физфака МГУ, я занимаюсь подобными вопросами и завесы секретности внутри нашего коллектива практически никогда не возникало. Приходилось много раз писать рецензии на конструкции ядерных зарядов, поступавшие от разных изобретателей за пределами ВНИИЭФ, однако фамилия О.А. Лаврентьева ни мне, ни моим сослуживцам, научным работникам, ни разу не встречалась.

Теперь, поразмыслив, я могу только предположить, что вопрос этот, как бы за ненадобностью, был закрыт еще до 1952 г. и потом просто не возникал; документы, возможно, есть где-то в архивах или за давностью уничтожены. Слова, косвенно подтверждающие это мое предположение, находим и в препринте [8, стр. 19].

Тем не менее принципиальные схемы Н-бомб, предлагавшиеся разными авторами в 50-х годах, могут представлять определенный исторический интерес. Поэтому беру на себя смелость высказаться по поводу схем водородных бомб, приведенных в [8], предполагая с достаточной вероятностью, что подобные принципиальные схемы уже были известны официальным разработчикам атомной и водородной бомб в СССР и обсчитывались уже более подробно, с привлечением обширной информации о ядерных и термоядерных реакциях и их сечениях, в том числе и из разведданных.

Отметим, что с позиций 2001 г. схемы водородных бомб уровня 50-го года в настоящее время не являются секретными, имеется много публикаций на эту тему даже с подробным описанием их устройства [6, 7].

Они не могут быть также достаточно совершенными в современном понимании. Наука, техника и всякие тонкие ядерные технологии за это время продвинулись далеко вперед.
Эти схемы следует рассматривать как принципиальные схемы, в которых заложены определенные физические идеи уровня 1950 г., и не более.

С точки зрения истории развития науки и техники безусловно интересно знать, кто и что впервые и независимо предлагал, изобретал тогда, в 50-х годах, когда водородных бомб не было еще ни в США, ни в СССР и все было строго засекречено.

Схема водородной бомбы, приведенная в предложении О.А. Лаврентьева (полный текст предложения О.А.Лаврентьева от 29 июля 1950 г. см. в разделе "Из Архива Президента Российской Федерации" с. 905), представляет собой сферическую оболочку, внутри которой расположено термоядерное горючее 6LiD, в центре которого расположена атомная бомба, работающая на принципе пушечного сближения двух подкритических полусфер 235U или 239Ри. Атомная бомба является детонатором и служит для зажигания термоядерного горючего [8].

Надо сказать, что для начального рассмотрения это вполне разумная схема.
Интересно сравнить эту схему со схемами, уже опубликованными в открытой печати, которые рассматривали А.Д. Сахаров и В.Л. Гинзбург в 1948 и 1949 гг.

Приведем цитату из статьи Г.А. Гончарова [1], в которой содержатся данные из уже рассекреченных архивных материалов атомного проекта СССР: "Обратившись в отчете [10] к системам, которые могут представлять практический интерес, В.Л. Гинзбург изложил оценки эффективности конструкции, состоящей из атомной бомбы, окруженной слоем дейтерия, заключенным в оболочку, Он отметил возможность успешной замены жидкого дейтерия в такой системе на тяжелую воду, а также сделал важное замечание: "Можно обсудить также "выгорание" смесей, содержащих литий-6 (с целью использования тепла реакции 6Li + n = T + 4He + 4,8 МэВ), уран-235, плутоний-239 и т.д." Так В.Л. Гинзбург пришел к идее применения в качестве термоядерного горючего дейтерида лития-6."

Подчеркнем справедливости ради, что использование твердого химического соединения (брикета) 6LiD в качестве термоядерного горючего предложено В.Л. Гинзбургом в марте 1949 г., а О.А. Лаврентьевым — в июле 1950 г. Этим расставлены приоритеты. По понятным причинам можно утверждать, что оба автора пришли к этой идее независимо. Американцы пришли к использованию 6LiD вместо жидкого дейтерия значительно позднее.

Как приведено в [1], в июне 1951 года Э. Теллер и Ф. Де-Гоффман выпустили отчет, посвященный эффективности применения дейтерида лития-6 в новой схеме сверхбомбы. Впервые американцы применили твердое химическое соединение 6LiD в испытании "Браво" 1 марта 1954 г. Еще в испытании "Майк" 1 ноября 1952 г. на острове Эниветок в качестве основного термоядер¬ного горючего использовался жидкий дейтерий. Взрывное устройство было не транспортабельно, весило около 80 тонн и дало мощность 10 млн тонн тротилового эквивалента.

Что касается схемы водородной бомбы "имплозивного" типа с дейтеридом лития-6 в центре сферы, приведенной О.А. Лаврентьевым в [8, стр. 18], то о ней можно сказать следующее. Ее, видимо, следует отнести к категории "атомных бомб с термоядерным усилением".

Приведенная в [8] схема, конечно, недостаточна для оценки ее значимости в тот период (1950 г.).

Дело в том, что в приведенной схеме не хватает многих деталей, от которых существенно зависит, насколько она может быть работоспособной и эффективной. Не приведены характерные размеры, массы, радиусы; не рассмотрена последовательность физических ядерных процессов, происходящих в результате имплозии взрывчатых веществ. А ведь режимы работы подобной системы могут быть совершенно разными в зависимости от заложенных исходных параметров.

Следует сказать, что с позиций сегодняшнего дня, при наличии быстродействующих ЭВМ и соответствующих математических программ, эффективность подобных простейших систем может быть определена в считанные минуты (раньше на это требовалось несколько месяцев ручной работы большого коллектива математиков-лаборантов). Теперь в короткий срок можно провести оптимизацию такой системы на ЭВМ, проварьировав множество параметров: размеры, массы, расположение сферических оболочек, наличие других конструктивных элементов и т.д.

Заметим, что физические идеи, заложенные в приведенных принципиальных физических схемах [8], и сейчас используются во многих боеприпасах, находящихся в ядерных арсеналах. Другой вопрос, что в зависимости от конкретных военно-технических задач, поставленных различными родами войск, внутренняя и внешняя дополнительная начинка может меняться, да и после¬довательность физических процессов, протекающих при взрыве водородной бомбы, тоже может меняться. Здесь уже авторам-разработчикам не обойтись без дополнительных тонкостей, хитростей, научной интуиции и смекалки. И это приводит иной раз к поразительным результатам!

Поэтому оценку новизны и значимости приведенных схем водородных бомб в тот период (50-е годы) можно сделать только при конкретном и более подробном рассмотрении первоисточников.

Как было сказано выше, если смотреть с позиций 2001 г., то, конечно, приведенные в 1950 г. О.А. Лаврентьевым физические схемы водородных бомб можно считать относительно примитивными. Однако подчерк¬нем, что на ряд перспективных физических идей О.А. Лаврентьевым все же было указано в его схемах 1950 г. с острова Сахалин независимо от других авторов и достаточно прозорливо.

Прежде всего это относится к использованию твердого химического соединения (брикета) 6LiD в качестве основного горючего в водородных бомбах, хотя прио¬ритет в этом вопросе принадлежит В.Л. Гинзбургу. Кстати, в своих предложениях О.А. Лаврентьев называет термоядерную бомбу не водородной, а литиево-водородной, что, по-видимому, более точно отражает ее содержание.

Не мог, конечно, отдельный, изолированный на острове Сахалин человек знать великое множество термоядерных реакций на изотопах лития и водорода и их сечений в зависимости от температуры! Лишь некото¬рые, и не самые главные, реакции в то время были опубликованы.

Экспериментальные сведения о конкретных термоядерных реакциях и их сечениях взаимодействия в зависимости от температуры (энергии) могли быть получены только в больших научных коллективах физиков на дорогостоящих экспериментальных физических установках. В то время, конечно, все это было засекречено. Эти обстоятельства следует принимать во внимание при оценке и первой, и второй идеи из предложений О.А. Лаврентьева 1950 г.

Удивительно, конечно, что эти принципиальные схемы по УТС, водородной бомбе и использованию дейтерида лития-6 в качестве основного термоядерного горючего предложил молодой человек, находившийся в то время (1950 г.) на практически "необитаемом" острове.